他们还用通明塑料、欠亨明纸战半通明胶带别离作底板

石墨烯:助太阳能电池“各处着花”

想象如许一些场景:将来,无论是窗户战墙壁,仍是手机战条记本电脑,太阳能电池无处不正在。麻省理工学院(MIT)电子工程战计较机科学系传授孔静(音译),uedbet皇家贝蒂斯官网近日操纵石墨烯研发的可弯直通明太阳能电池,就让这一胡想中的场景离隐真更近了一步。这种太阳能电池无需零丁安装,可集成得手机战电脑屏幕内,无望大幅低落这些电子产物的制形本钱。下面就随电源办理小编一路来领会一下相干内容吧。

石墨烯“临危受命”

近10年来,钻研职员始终正在研发各类通明的无机太阳能电池,并与得严重进展。这些电池与硅基太阳能电池比拟,拥有多项劣势:制制工艺简略,本钱廉价,简便易弯直,容易运迎到没有电网的偏僻地域。但这些钻研面对着一个持久难以处理的难题:找不到集导电性战光学通明性于一身的符合电极资料。

目前,最普遍利用的资料是铟锡氧化物(ITO),这种资料导电性战通明性都合适要求,但太硬,弯直时容易折断碎裂,并且,铟是一种罕见金属,用来出产太阳能电池本钱过高。

石墨烯层成为替换ITO的最佳与舍。这种用到处可见的碳制成的资料,不只导电性高、可弯直战通明,并且作成的电极只要1个纳米厚,更合适超薄无机太阳能电池的需求。

新工艺降服瓶颈

但两大瓶颈一直限制着石墨烯电极正在太阳能电池的普及。第一个瓶颈是石墨烯两个电极难以堆积到太阳能电池上。大大都太阳能电池板都是玻璃或塑料,当把此中一个石墨烯电极(底层电极)间接堆积时,必要水溶液战加热,导致另一个顶层电极堆积工艺出格庞大。孔静暗示:“两层石墨烯电极之间的空穴运输层(HTL)易消融,因而对水战热出格敏感,如斯一来,其他钻研团队往往将顶层电极用ITO与代,只正在底层利用石墨烯电极。”

石墨烯电极的另一瓶颈是,顶层电极战底层电极必需负担分歧的事情机能,真隐这一点很是不容易。

孔静传授率领其尝试室团队研发出的特定工艺,却能一次性处理这两大瓶颈。他们利用铜箔、聚合物层、硅胶战一层乙烯—醋酸乙烯酯(EVA),不只顺利将两层石墨烯电极堆积到太阳能板上,并且能转变顶层石墨烯电极的事情机能,使其与底层石墨烯的机能彻底分歧,确保了电流顺滞。

通明度迄今最高

为了检测石墨烯电极能否适用,孔静团队操纵学校另一个尝试室的太阳能电池板,将石墨烯电极、ITO电极战铝电极别离集成到玻璃板上,比力了三种电极的太阳能转换效率。测试成果发觉,石墨烯电极战ITO电极的转换效率相当;铝电极的转换效率最高。孔静注释道,这是由于铝电极能将部门太阳光反射回电池板,可接收更多的太阳能,因而效率最高。

他们对用两层石墨烯电极制成的太阳能电池进行通明度检测发觉,其光学通明度到达61%,最高值有69%,正在目前通明太阳能电池中最高。

孔静暗示,他们的石墨烯太阳能电池能铺展到任何概况,不管这个概况的软硬战通明水平若何。他们还用通明塑料、欠亨明纸战半通明胶带别离作底板,将双层石墨烯电极堆积其上制成太阳能电池,发觉三者转换效率相当,略低于玻璃为底板的太阳能电池转换效率。这象征着,石墨烯太阳能电池将来用处很是普遍,无论是墙壁战玻璃,仍是手机战电脑,石墨烯电池都能够铺展正在上面,供给所需电能。

尽管目前石墨烯电池的转换效率只要4%,但按照孔静团队的理论计较,正在不低落通明度的环境下,石墨烯太阳能电池的转换效率可提高到10%,提拔空间很大,这也是他们下一步的钻研重点。

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